专利名称：一种玻璃线膨胀系数的测试方法
技术领域：
本发明涉及一种线膨胀系数的测试方法，尤其是真空太阳集热管用玻璃管的线膨 胀系数的测试方法。
背景技术：
玻璃的膨胀系数是玻璃的重要物理参数之一，膨胀系数的大小直接影响着玻璃制 品的热稳定性能，进而决定玻璃的适用范围。物体炸裂的根本原因是体积的剧烈膨胀或收 缩产生巨大的拉应力或者压应力，膨胀系数正是表征材料这种性能的物理参数。玻璃经受 剧烈的温度变化而不破坏的性能称为热稳定性，而计算玻璃热稳定性影响最大的因数也正 是热膨胀系数。太阳能热水器的主要吸热元件——全玻璃真空太阳集热管长期暴露在室外，随着 季节、昼夜、气候的变化，其工作环境的温度变化是极其复杂的，这就要求它要有良好的热 稳定性，也就是要求这种玻璃的膨胀系数应尽可能的低，现在全玻璃真空太阳集热管一般 采用硼硅3. 3玻璃，膨胀系数为(3. 3士0. 1) X IO-6IT1,可是由于生产厂家玻璃生产过程控 制不严格，造成产品性能不稳定，所以寻找一种方便、快捷、准确地测量玻璃管膨胀系数的 方法，对控制全玻璃真空太阳集热管的质量是非常重要的。目前国内玻璃行业测定玻璃的 膨胀系数主要有两种方法，即双丝比较法和仪器法，前者不能直接测量玻璃的膨胀系数而 只是比较值，不是国际标准，且人为因素带来的误差太大，国际上一般使用后者测试膨胀系 数，其方法的最大不足之处是对测试样品的要求太严格，需制成直径6mm，长50士2mm玻璃 棒，玻璃棒两个端面要求严格的平行，而且侧面沿轴向细磨成一平面，这对于玻璃管使用单 位来说非常困难，甚至是不可能的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为玻璃管制造、使用厂家找到一种简便且稳定性强的 测定膨胀系数的方法。为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为一种玻璃线膨胀系数的测试方法，用现有膨胀系数测定仪，将测试样品加工为扁 平条状，两端切割成三角形，再将两端顶的顶角磨出小平面，将测试样品置于石英动杆和石 英托架之间，两个小平面分别与石英动杆和石英托架接触，待测定仪稳定后进行检测。这种测试方法对样品的尺寸要求不是特别的苛刻，从而体现了此方法的简便性， 但为保证测试数据的稳定性，样品长度最好在(100士5)mm之间，两端所切割成的三角形的 角度也无要求，样品厚度无要求优选l-4mm;通常在样品原有厚度的基础上两尖端打磨后 所形成的小平面的宽度为1 士0.5mm，长度与测试样品厚度一致即可。测试时样品必须垂直 放置于石英托架上，而且样品的中心线与石英动杆的中心线必须重合，从不同方向观察、控 制其放置情况即可。本发明测试方法简便，准确度高。进行测试时将管状产品做成片状样品，不会改变产品的性能，样品可直接用玻璃刀在玻璃管上进行切割制取，两端切割成三角形，在尖端 (顶端)磨出两个小平面，把尖端打磨成小平面非常容易，样品测试时接触面积大大减少， 样品打磨时端面的平齐度就可以很好的进行控制，测试结果就不会受到端面平齐度的影 响。2006年12月份我们在国家轻工业玻璃产品质量监督检测中心测试的玻璃管线膨胀系 数为3. ZSXIO—IT1，此玻璃管我们留有样品作为标准样管(用拉丝比较法测试玻璃管线膨 胀系数时需使用的标样)，我们用本发明方法测试标样膨胀系数也为3. 28X KT6IT1,说明测 试的准确度很高。
图1为本发明测试时样品安装图；其中1为石英动杆，2为样品，3为石英托架。
具体实施例方式为了探索利用膨胀系数测定仪测定太阳能热水器用全玻璃真空太阳集热管3. 3 玻璃管的膨胀系数，同时能对玻璃管的生产加工工艺有所指导，我们进行了一系列的测试 实验。下面选择其中部分实验进行阐述实施例1首先对膨胀系数测定仪进行校准，我们选用了一种称为B40玻璃的玻璃棒(按标 准要求直径为Φ5，经中国建筑材料科学研究院测定其膨胀系数为IOXlir6Ir1)用皇明太 阳能股份有限公司检测技术中心购置的北京万维网安科技有限公司制造的ZNO-I型膨胀 系数测定仪测定它的膨胀系数，结果如表1所示表1玻璃棒测试记录
温度 °C~~ 2050 ~~100 ~~150200250300
位移 mm 0. 1702 0. 1818 0. 1996 0. 2169 0.2331 0.2495 0. 2662测量玻璃棒长度为99. 98mm，代入下式计算玻璃棒的线膨胀系数
0.2662-0.1702
α (室温一300°C)= - +0.55 X IO-6 K"1 =3.98 X IO-6 K-1
99.98 X (300-20)之后又对样品进行了多次重复性测试，膨胀系数结果都在3. 95X KT6IT1到 4. IOX IO-6IT1之间，测试结果偏差在(-0. 05 +0. DXlO-6K-1之内，说明本发明实施例用的 膨胀系数测定仪的测试结果是真实可靠的，我们的测试实验结果是有效的。实施例2用实施例1所述的膨胀系数测定仪，将太阳能热水器用Φ47玻璃管测试样品加工 为扁平条状，两端为三角形，将两端顶的顶角磨出小平面，样品长度99. 90mm、厚度1.6mm， 两个小平面宽度1mm，将样品置于石英动杆和石英托架之间，两个小平面分别与石英动杆和石英托架接触，测试样品垂直放置于石英托架上，样品的中心线与石英动杆的中心线必须 重合，从不同方向观察控制其放置情况即可，仪器预热30min，显示数据稳定后进行检测，测 定此样品的平均线热膨胀系数，测试结果如表2所示表2Φ47毛管厚度1. 6mm片状玻璃膨胀测试记录表 测量1. 6mm片状玻璃长度为99. 90mm代入下式计算玻璃片的线膨胀系数 实施例3重复性实验由于太阳能热水器用真空管玻璃毛管直径不同，此后我们又将同种 材料其他规格的太阳能热水器用真空管玻璃毛管加工成扁平条状，两端为三角形，将两端 顶的顶角磨出小平面的样品进行了多次测试，结果如表3、4、5所示1)测量1. 8mm片状玻璃长度为101. 78mm并依据表3数据，代入下式得玻璃片的线
膨胀系数
101.78 X (300-11)表3Φ58毛管厚1. 8mm片状玻璃膨胀测试记录表 2)测量1. 6mm片状玻璃长度为100. 08mm并依据表4数据，代入下式得玻璃片的线
膨胀系数 表4Φ47毛管厚1. 6mm片状玻璃膨胀测试记录表 3)测量1. 6mm片状玻璃长度为103. 50mm并依据表5数据，代入下式得玻璃片的线
膨胀系数 表5Φ37毛管厚1. 6mm片状玻璃膨胀测试记录表 以上计算结果分别为3.27X101、3. 31 X KT6IT1, 3. 30 X IO^r10我们所测试的玻璃管材料为硼硅3. 3玻璃，其线膨胀系数要求在 (3. 3士0. 1) X IO-6K-1范围内，我们于2007年11月份随机抽取的玻璃管样品在国家轻工业 玻璃产品质量监督检测中心测试其线膨胀系数为3. 27X ΙΟ—Κ—1，与以上我们用此方法测试 结果基本吻合。这证明用此分明方法进行玻璃管线膨胀系数的测试结果是稳定、可靠的，用 此种方法进行玻璃毛管线膨胀的测试是可行的。
权利要求
一种玻璃线膨胀系数的测试方法，其特征是，将测试样品加工为扁平条状，两端切割成三角形，再将两端顶的顶角磨出小平面，将测试样品置于石英动杆和石英托架之间，两个小平面分别与石英动杆和石英托架接触，待膨胀系数测定仪稳定后进行检测。
2.按照权利要求1所述的玻璃线膨胀系数的测试方法，其特征是，测试样品垂直放置 于石英托架上，而且测试样品的中心线与石英动杆的中心线重合。
3.按照权利要求1所述的玻璃线膨胀系数的测试方法，其特征是，测试样品长度在 95-105mm。
4.按照权利要求1所述的玻璃线膨胀系数的测试方法，其特征是，所述的小平面宽度 为 0. 5-1. 5mm。
全文摘要
本发明涉及一种玻璃线膨胀系数的测试方法，用现有膨胀系数测定仪，将测试样品加工为扁平条状，两端切割成三角形，再将两端顶的顶角磨出小平面，将测试样品置于石英动杆和石英托架之间，两个小平面分别与石英动杆和石英托架接触，待测定仪稳定后进行检测。本发明测试方法简便，把尖端打磨成小平面非常容易，样品测试时接触面积大大减少，样品打磨时端面的平齐度就可以很好的进行控制，测试结果就不会受到端面平齐度的影响，而且准确度高。
文档编号G01N25/16GK101858875SQ201010199810
公开日2010年10月13日 申请日期2010年6月13日 优先权日2010年6月13日
发明者郭秀丽 申请人:皇明太阳能股份有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
